Expressie van de Na + /l-symporter (NIS) wordt duidelijk verminderd of afwezig is bij maagkanker en intestinale metaplasie slijmvlies van de slokdarm Barrett
Expressie van de Na
+ /l -symporter (NIS) wordt duidelijk verminderd of afwezig is bij maagkanker en intestinale metaplasie slijmvlies van de slokdarm Barrett
Abstracte achtergrond
De natrium /jodide symporter ( NIS) is een plasmamembraan glycoproteïne dat jodide bemiddelt (I -) vervoer in de schildklier, zogende borst, speekselklieren, en maag. Overwegende dat NIS expressie en regulatie zijn uitgebreid onderzocht in gezonde en neoplastische schildklier en borstweefsel, is weinig bekend over NIS expressie en functie langs de gezonde en zieke maag-darmkanaal.
Methods
Zo onderzochten we NIS expressie door immunohistochemische analyse in 155 gastro-intestinale weefselmonsters en door immunoblot analyse in 17 maag tumoren van 83 patiënten.
Resultaten
Ten aanzien van de gezonde maagdarmkanaal, zagen we NIS expressie uitsluitend in het basolaterale gebied van het maag-mucine producerende epitheelcellen. In gastritis, werd NIS positieve kleuring waargenomen in deze cellen, zowel in de aanwezigheid en afwezigheid van Helicobacter pylori
. Aanzienlijk, NIS expressie afwezig was bij maagkanker, onafhankelijk van zijn histologische type. Slechts focal zwakke NIS-expressie werd gedetecteerd in de directe nabijheid van maag tumoren, d.w.z., in het histologisch intacte mucosa wordt onder geleidelijk steeds sterker en lineaire verder van de tumor. Barrett slijmvlies met junctie en fundic-type zuilvormige metaplasie getoond positief NIS kleuring, terwijl Barrett slijmvlies met intestinale metaplasie was negatief. NIS kleuring was ook afwezig in intestinalized maag poliepen.
Conclusie
Dat NIS expressie is aanzienlijk afgenomen of afwezig is in het geval van intestinalization of kwaadaardige transformatie van het maagslijmvlies suggereert dat NIS kan blijken te zijn een belangrijke tumor marker in de diagnose . en de prognose van maag maligniteiten en ook precancereuze letsels zoals Barrett slijmvlies, waardoor de uitbreiding van de medische betekenis van NIS voorbij schildklierziekte achtergrond
Jodide (I -) is een essentieel bestanddeel van de schildklierhormonen triiodothyronine ( T 3) en tetraiodothyronine (T 4). Deze hormonen zijn essentieel voor de normale ontwikkeling en rijping van het centrale zenuwstelsel bij pasgeborenen en voor verscheidene metabolische functies in de volwassen. I - metabolisme bij mensen lijkt te zijn aangepast om voldoende I - normale schildklierfunctie in het licht van de milieuschaarste I -. Een hoeksteen van I - metabolisme is actief I - opname in de schildklier, een proces dat wordt veroorzaakt door de natrium /jodide symporter (NOS) [1, 2]. NIS is integraal plasmamembraan glycoproteïne in het basolaterale membraan van de schildklier folliculaire cellen [3]. Hoewel de NIS-gemedieerde actieve I - opname is lange tijd gezien als een duidelijk thyroidal fenomeen, is het nu duidelijk dat de actieve I - transport waargenomen in extrathyroïdale weefsels zoals speekselklieren, lacterende borstklier, maagslijmvlies, en placenta wordt ook bemiddeld door NIS [3-8]. De NOS cDNA gekloneerd uit deze weefsels identiek schildklier NIS [5]. Inderdaad, deglycosylering met N-glycosidase F of methionine-specifieke CNBr splitsing van de schildklier, maag en borstklier NOS eiwitten is aangegeven dat NIS hetzelfde eiwit in elk van deze weefsels [6]. NIS-gemedieerde RaJ opname in de maag en speekselklieren wordt routinematig waargenomen in radioactief jodium / 99mTcO 4 -Geheel-body scintiscans (figuur 1A) [9]. Figuur 1 NIS expressie in verschillende weefsels. A: accumulatie RaJ in NIS expressie menselijke weefsels (SG: speekselklieren, T: schildklier, G: maag) 2 uur na 99mTc-pertechnetaat administratie (5 mCi). B: Immunoblot analyse van expressie van NIS in een menselijke Graves schildklier (T), normale speekselklieren (SG) en normale maagslijmvlies (G). Totaal eiwit (50 ug) werd aan elektroforese onderworpen in elke laan; het nitrocellulose membraan werd getest met 3 nM affiniteit gezuiverd anti-humaan-NIS Ab zoals beschreven in Materialen en Werkwijzen. C-H: immunohistochemische analyses van NIS expressie in menselijke weefsels jodide concentreren. C: Normaal schildklier (oorspronkelijke vergroting: 400 x), D: Graves 'schildklier, sterke basolaterale NIS kleuring van de folliculaire epitheelcellen (oorspronkelijke vergroting: 1000 ×), E: Speekselklierscintigrafie (oorspronkelijke vergroting: 400 x), F: basolaterale NIS kleuring in het speeksel ductale cellen (oorspronkelijke vergroting: 1000 x), G: maagslijmvlies (oorspronkelijke vergroting: 400 x), H: basolaterale NIS kleuring van de gastrische mucine uitscheidende cellen (oorspronkelijke vergroting: 1000 x)
. het aanbod van I - voor schildklierhormoon biosynthese wordt beheerst door de voeding I - intake, I - absorptie, en thyroidal I - opname. I - wordt geacht te zijn opgenomen in de dunne darm, maar noch de anatomische locatie van de absorptie of de mechanisme vastgesteld. Interessant maag NIS medieert het actieve transport van I - uit de bloedbaan naar de gastrische lumen, d.w.z. de actieve secretie
I - in het maagsap. Uitgescheiden I - wordt vervolgens gerecirculeerd in de bloedbaan wanneer deze wordt geabsorbeerd, samen met nieuw ingenomen dieet I - in de dunne darm. I - uiteindelijk voornamelijk door de nieren uitgescheiden. De rol van de gesecreteerde I - in het maagsap niet bekend, zoals de functie van NIS-gemedieerde I - secretie het speeksel in de speekselklieren. Daarentegen is de functionele rol van NIS-gemedieerde I - translocatie bij de lacterende borstklier is cruciaal en duidelijk: het resulteert in I - secretie melk, waardoor het toevoeren van het anion aan de borst gevoed pasgeboren voor zijn /haar eigen schildklierhormoon biosynthese [6].
gegevens over NIS expressie en functie in de regio's van het maagdarmkanaal anders dan de maag zijn nog steeds schaars en enigszins controversieel. De aanwezigheid van het NIS transcript, zoals gedetecteerd met RT-PCR, is gerapporteerd in zowel de darm [10] en de dunne darm [11]. Echter, andere onderzoekers niet de NOS transcript te amplificeren in een van deze twee weefsels [5, 12, 13] is. Door immunoshistochemistry, Spitzweg et al
[5], Lacroix et al
[13], en Wapnir et al
[14] sommige NIS eiwit expressie in de dikke darm hebben waargenomen; daarentegen Vayre et al
[15] alleen waargenomen in het rectum, maar niet in de rest van de dikke darm. Geen van de tot nu toe uitgevoerde onderzoeken hebben aangetoond NIS expressie in de slokdarm [3]. Bevindingen over NIS expressie in gastro-intestinale tumoren zijn ook beperkt. Maagcarcinoom, in tegenstelling tot normale slijmvlies, over het algemeen gemeld dat geen I vertonen - of pertechnetaat ( 99mTcO 4 -) accumulatie [16-18] (pertechnetaat is een anion met dezelfde grootte en heffing als I - en wordt op dezelfde wijze getransporteerd door NOS), met als enige uitzondering van Wu et al
[19], die radiojodide opname in adenocarcinoom van de maag gemeld. Bovendien, in 1960 en 70, radiojodide of 99mTcO 4 -gastric scintigrafie werd onderzocht als een mogelijke werkwijze voor de diagnose van maag neoplasie, gebaseerd op de vaststelling dat maligne maagweefsel niet I transporteren -of 99mTcO 4 -in het maagsap [16-18]. Voorts werd bij dezelfde decennium Berquist e.a. en gebruikte 99mTcO 4 - scintigrafie om de diagnose van Barrett slokdarm, gebaseerd op de karakteristieke vervanging van het distale oesofageale slijmvlies door het vaststellen 99mTcO 4 -concentrating gastric cilinderepitheel [20, 21]. Deze waarnemingen suggereren niet alleen dat NIS expressie kan worden aangetast als gevolg van maligne transformatie, maar ook dat de vaststelling van NIS expressie en functie van de diagnostische waarde kunnen zijn in gastro-ziekte.
In overeenstemming met het bovenstaande concept is onze recente verslag van verminderde of afwezige expressie van NIS in 27 gastrische adenocarcinomen onderzocht door high-density weefsel microarrays [14]. Overwegende dat weefsel microarrays zijn optimaal voor high-throughput screening, wordt de sampling met weefsel kernen dus beperkt tot, onze bevindingen uitbreiden en de kwestie van de NIS-expressie in gastro-oesofageale kanker en de mogelijke diagnostische waarde meer grondig te onderzoeken, hebben we geanalyseerd NIS expressie in normale en maligne gastro-intestinale weefselmonsters van 83 patiënten. Monsters werden verkregen tijdens chirurgische resectie of endoscopisch onderzoek en werden geanalyseerd door immunohistochemie conventionele weefselsecties, aangezien deze techniek het voordeel (voor RT-PCR) te bepalen expressie en cellulaire lokalisatie van het NIS eiwit in plaats van de NIS transcript [22] . Wij hebben eveneens NIS expressie door immunoblot analyse om de specificiteit van de waargenomen immunoreactiviteit te bepalen.
Methods
snel bevroren weefselmonsters werden verkregen voor immunoblot analyse van 17 patiënten die resectie voor maagtumoren (3 MALT en 14 adenocarcinomen van 5 vrouwelijke en 12 mannelijke patiënten, gemiddelde leeftijd: 62). Overeenkomstige normale peritumoraal weefsels werden ook verzameld
We onderzocht door immunohistochemie weefselmonsters verkregen uit het maagdarmkanaal van 66 patiënten. (Gemiddelde leeftijd: 54; man /vrouw-verhouding: 37/29). Bij 20 kankerpatiënten werden monsters van tumoren en naburige gebieden (tumor, tumor marge en 1 cm en meer dan 3 cm van de tumor marge) onmiddellijk na resectie in de operatiekamer; de resterende 46 (66-20) werden biopsieën. Weefselmonsters van dunne en dikke darm werden verkregen van alle segmenten van het darmkanaal (jejunum, ileum en colon links en rechts). Toestemming voor het onderzoek werd verkregen uit de lokale Ethische Commissie van de St. George University Teaching Hospital Székesfehérvár, Hongarije.
Immunoblot
weefselmonsters werden gemengd gedurende 1 minuut met een Polytron homogenisator (Brinkman Instruments, Westbury, New York) en gehomogeniseerd met een roerder glazen Teflon homogenisator (Caframo-Wiarton, Ontario, Canada) in een buffer die 250 mM sucrose, 1 mM EDTA, 10 mM Hepes (pH 7,5), en proteaseremmers (90 ug /ml aprotinine, 4 gg /ml leupeptine, 0,8 mM fenylmethaansulfonylfluoride). Membraanfracties werden bereid zoals beschreven [23]. PAGE en elektroblotten op nitrocellulose werden uitgevoerd zoals eerder beschreven [23]. Alle monsters werden verdund 1: 2 met monsterbuffer en gedurende 30 min voorafgaand aan elektroforese bij 37 ° C verwarmd. Immunoblotanalyse werd uitgevoerd zoals beschreven [23], met affiniteit gezuiverde anti-humaan-NIS (-hNIS) Ab [6, 14] (1 ug /ul) in een 1: 2000 verdunning, en een 1: 2000 verdunning van een mierikswortel-peroxidase-gebonden ezel anti-konijnen IgG (Amersham). Beide incubaties werden uitgevoerd gedurende 1 uur. Eiwitten werden zichtbaar gemaakt door de verbeterde chemiluminescentie (ECL) Western blot detectiesysteem (Amersham).
Immunohistochemie Leer Alle gastro-intestinale weefsel secties (3 urn) werden gedeparaffineerde en gehydrateerd. Alle objectglaasjes werden onderworpen aan antigeenterugtrekking middels een 10% citraat buffer. Spoelingen werden uitgevoerd met TBST [0,3 M NaCl, 0,1% Tween 20, 0,05 M Tris-HCl (pH 7,6)] gedurende 5 min. Endogene peroxide-activiteit werd geblokkeerd met 5% H 2O 2 gedurende 15 minuten. Endogene biotine activiteit werd geblokkeerd met de DAKO biotine Blocking System (Carpinteria, CA). Objectglaasjes werden gedurende 1 uur met affiniteit gezuiverde polyklonale anti-humaan NIS antilichaam gegenereerd tegen de laatste 16 aminozuren van het carboxy-uiteinde van het eiwit [22]. De beginconcentratie van de Abs was 1 ug /ul; ze werden verdund in blokkerende oplossing 1: 6000. Het gekatalyseerde Signal Amplification kit (DAKO, Carpinteria, CA) werd gebruikt voor de rest van de procedure volgens de instructies van de leverancier. Speeksel parotis werd gebruikt als een positieve controle en mesenterische lymfeknoop als een negatieve controle. Alle objectglaasjes werden tegengekleurd met hematoxyline.
Resultaten
Immunohistochemische analyse van NIS in de schildklier, speekselklieren en maag bleek zeer duidelijk waar bepaalde cellen NIS ligt in elk weefsel, namelijk de schildklier epitheliale (fig. 1C, D), speekselklier ductale epitheliale (fig. 1E, F) en gastrische mucine producerende epitheelcellen (fig. 1G, H). In alle drie soorten cellen, wordt NIS duidelijk waargenomen in de basolaterale plasmamembraan. Door immunoblotanalyse membraantypes, werd menselijke NIS gedetecteerd voornamelijk als volledig geglycosyleerde rijpe ~ 90-120 kDa polypeptide in schildklier, speekselklieren, en maag (fig. 1B en fig. 2). We hebben eerder aangetoond dat in rattenweefsels, NIS verschillen in elektroforetische mobiliteit als gevolg van verschillende graden van glycosylering [6]. De gedeeltelijk geglycosyleerd ~ 50-kDa-precursor band en de ~ 180-kDa-dimeer band waargenomen in de schildklier weefsel werden eveneens aangetroffen in speekselklieren en in de maag bij langere blootstelling. Figuur 2 Immunoblotanalyse van maag NIS expressie in humane maagtumoren (T) en peritumorale normale weefsels (N). A, B en D: adenocarcinoom, C:. MALT lymfomen
We onderzochten NIS eiwitexpressie door immnunoblot analyse 17 maagtumoren (3 MALT en 14 adenocarcinomen) en hun overeenkomstige peritumorale normale weefsels. Twaalf tumoren (71%) vertoonde geen expressie van NIS en 5 (29%) van de tumorweefsels significant verminderde NIS expressie vertoonden in vergelijking met normaal maagslijmvlies (tabel 1). Zes peritumoraal weefsels weergegeven NIS expressie vergelijkbaar met die van normale mucosa, 4 vertoonde zwakke expressie en 7 misten NIS expressie geheel. Geen MALT laesies weergegeven NIS kleuring; Interessant is dat de normale mucosa in de nabijheid van de tumor was negatief (Tabel 1 en fig. 2) .table 1 Immunoblotanalyse van Na + /l- symporter eiwitexpressie in maagtumoren
Case N °
histologie
Geslacht
Leeftijd
Immunoblot tumor
Immunoblot normale slijmvlies
1
adenocarcinoom
M
71
- - 2
MALT lymfoom
F
65
-
-
3
MALT lymphoma
F
70
-
-
5
adenocarcinoma
F
54
-
-
7
adenocarcinoma
F
30
-
+
8
adenocarcinoma
M
71
-
-
9
adenocarcinoma
M
69
-
+
10
MALT lymphoma
F
68
-
+++
11
adenocarcinoma
M
71
+
+++
12
adenocarcinoma
M
74
+
+++
13
adenocarcinoma
M
61
-
-
19
adenocarcinoma
M
46
+
+
20
adenocarcinoma
M
50
+
+++
27
adenocarcinoma
M
66
-
+
28
adenocarcinoma
M
68
-
+++
29
adenocarcinoma
M
61
-
+++
35
adenocarcinoma
M
62
+
-
To verwerven nader inzicht in NIS expressie in het spijsverteringskanaal, analyseerden we NIS door immunohistochemie in monsters van verschillende patiënten. Een totaal van 155 weefselmonsters verkregen uit het maagdarmkanaal van 66 patiënten (tabel 2) werd onderzocht, zoals 42 slokdarm, maag 53, 11 dunne darm en 49 grote darm weefselmonsters. NIS expressie werd alleen gedetecteerd in het maagslijmvlies. Meer specifiek zagen we NIS expressie in de basolaterale regio normale maagslijmvlies oppervlak epitheelcellen in de vorm van expressie, homogene lineaire kleuring (figuren 1G, H. En 3m). Tegelijkertijd, gedetecteerd we geen expressie van NIS in de mucine-bevattende cellen van de hals van de foveola in de pariëtale en chief cellen, of in het neuroendocriene cellen. Ook de beker, Paneth en haartjes bedekte epitheelcellen van de maag intestinale metaplasie en de slijmvormende kolomvormige cellen van de dikke darm en de slokdarm squameuze epitheel bleken negatief NIS (fig. 3b, q, t, w) .table 2 NIS expressie in normale en zieke menselijke gastro-intestinale weefsels
Aantal monsters NIS (+) NIS (-) slokdarm 42 - normale slijmvlies verhuur 4 0 (0%) verhuur 4 (100%) -squamous cell carcinoma * 6 0 (0%) 6 (100%) -adenocarcinoma verhuur 4 0 (0%) verhuur 4 (100%) - Barrett-junctie /soort fundus 5 5 (100%) 0 (0%) - Barrett-intestinale metaplasie 5 0 (0%) 5 (100%) Maag 53 - normaal 8 8 (100%) 0 (0%) -adenocarcinoma * 8 0 (0%) 8 (100%) -polyp (hyperplastische) 10
|